m2高速钢软氮化工艺及氮化脆性机理的研究

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1、贵州大学2008届硕士学位论文摘要本文对膨高速钢软氮化工艺进行了研究与改进，软氮化工艺参数的变化范围为渗氮温度540-580。C，渗氮时间2．5-3．h，氨气流量为3-8Nm3／h，氮气流量为6-10Nm3／h，二氧化碳流量为0．4-0．6Nm3／h，然后采取空冷、油冷两种冷却方式。利用显微硬度计、金相显微镜和X射线衍射仪、电子探针分析仪和』应力测定仪等测试手段，研究了M2高速钢软氮化后渗层的硬度梯度和厚度、显微组织、相结构、背散射电子像及渗层的残余应力等；深入探讨了／112高速钢在软氮化中氮原子扩散过程和脆性产生的机理。分析结果表明试样在实验工艺参数变化范围软氮

2、化后，脉状氮化物的出现与试件产生脆性具有重要关联：不仅仅是白亮层出现时试件的脆性大，而试件渗层组织中有脉状氮化物出现时，试件的脆性也较大。经检测发现：M2高速钢的软氮化渗层组织中以山脉状的形式沿晶界析出分布的脉状氮化物，主要是铁的氮碳化合物；这些脉状氮碳化合物的形成阻碍了氮碳元素的继续扩散，并产生积累效应是脉状组织形成的重要原因；适当合理控制92高速钢软氮化工艺参数，有利于合金氮碳化物在渗层中呈弥散颗粒状分布，可大幅改善高速钢的氮化脆性，减低了废品率，使试件的成品率达到96％以上，大大提高了经济效益。关键词：M2高速钢；软氮化；脆性；渗层；残余应力；脉状氮化物贵州

3、大学2008届硕士学位论文AbstractTuff-nitridingofM2hi【曲-speedsteelwasinvestigatedandimprovementedunderthefollowingparameters：temperature560"C，ammoniaflow3．8Nm3／h，Nitrogenflow6-10Nm3／h，Carbondioxideflow0．4-0，6Nm3／h，twocoolingways：aircooling，oilcooling．Thickness、hardnessgradient、microstructure、phas

4、estructure、backscatteredelectronimageandresidualstressofM2nitratedsteel’Snit；ationcasehavebeenanalysedbyusingmicrohardnessinstrument、mctallographicmicroscope、Xdiffractioninstrument、electronprobinganalysisj二trument、residualstressmeasurementinstrument；nediffusionProcessesof,n；t；ogenatom

5、sandthemechanismofbrittlenessintheferriticnitrocarburizingploccsshavebeendiscusseddeeply。Theresultsshowedthat：theveinnitridethatleadtothebrittlenessofM2highspeedsteel’Snitrationcaseisthemainreasons；whenM2higllspeedsteel’SnitrationcaseshasWhitelayerandveinnitride，Specimensisverybrittle

6、andwhenM2hi【ghspeedsteel’Snitrationcasesonlyhasveinnitride，specimenisalsoverybrirqe，SOthisshowsthattheveinnitrideisthemainreasonsforbrittle；RailcarboncompoundsofnitrogenofM2highspeedsteel'snitrationcasesintheformofmountainchinaalongtheboundarygrainboundaryPrecipitationanddistributioni

7、sthemajorcaUSeofbrittle，whiletheformationofmountainchinaofCarbonandnitrogencompoundshinderednitrogenandcarboncontinuingtOspreadandhadacumulativeeffect，whichisthemajorreasonfortheveinorganization；Reasonablecontrollingtechnologyparametersareusefultotheformationofalloysnitrideswhichisdis

8、perse